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三自由度機(jī)械手設(shè)計(jì)
摘要
在工業(yè)上，自動(dòng)控制系統(tǒng)有著廣泛的應(yīng)用，如工業(yè)自動(dòng)化機(jī)床控制，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，機(jī)器人等。而工業(yè)機(jī)器人是相對(duì)較新的電子設(shè)備，它正開(kāi)始改變現(xiàn)代化工業(yè)面貌。機(jī)械手是機(jī)器人的操作機(jī)，是機(jī)器人完成各種任務(wù)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
本文主要針對(duì)生產(chǎn)線(xiàn)上的自動(dòng)化設(shè)計(jì)了一個(gè)三自由度搬運(yùn)機(jī)械手，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化。減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。
該機(jī)械手采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了伸縮、升降、旋轉(zhuǎn)等動(dòng)作。為了現(xiàn)實(shí)這些動(dòng)作，采用部件設(shè)計(jì)，分別實(shí)現(xiàn)這些動(dòng)作。比如了為實(shí)現(xiàn)伸縮這個(gè)動(dòng)作，設(shè)計(jì)了一個(gè)水平伸縮機(jī)構(gòu)。PLC把各個(gè)部件的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)起來(lái)，形成了一個(gè)有規(guī)則運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。各個(gè)部件的聯(lián)接，先鑄造出一個(gè)合格的機(jī)械本體，把各個(gè)部件安裝在機(jī)械本體上，形成一個(gè)機(jī)器。控制系統(tǒng)采用PLC控制。
關(guān)鍵詞： PLC；三自由度；工業(yè)機(jī)器人。
A design of three degree Manipulator
Abstract
? Industrially, voluntarily control system has extensive application, such as automation machine tool control, computer systems and robotics. Industrial robots are relatively new electromechanical devices that are beginning to change the appearance of modern industry.
Manipulator is the operation of the robot, it is the actuator of robot complete various tasks. This paper has designed a four free degrees carry manipulator for the automation on production line, realize the automation of production. it alleviated the labour strength of worker, it raised labor productivity.
This manipulator drives with motor, have realized to stretch out and draw back , rise to fall , spin , clip etc. the achievement of these movements. Design with parts, realizes these movements. For example to realization flex movement, have designed a horizontal telescoping mechanism. PLC coordinates the independent sport of every parts, formed a regular sport system. The coupling of every parts, casting makes a acceptable mechanical body, Install every parts in mechanical body, become a machine. Control system adopts PLC control, Program compiles with T .
Key words: PLC；three degrees of freedom；Industrial robot
II
目錄
摘要 i
Abstract ii
目錄 I
第一章 緒論 1
第二章 滾珠絲杠螺母副的選型 3
第一節(jié) 提升機(jī)構(gòu)滾珠絲杠副的計(jì)算及選型 3
一、 計(jì)算進(jìn)提升率引力 3
二、 計(jì)算最大動(dòng)負(fù)載 4
三、 滾珠絲杠螺母副的選型 5
四、 傳動(dòng)效率的計(jì)算 6
五、 剛度驗(yàn)算 6
第二節(jié) 伸縮機(jī)構(gòu)滾珠絲杠副的計(jì)算及選型 8
一、 計(jì)算進(jìn)伸縮率引力Fm 8
二、 計(jì)算最大動(dòng)負(fù)載C 8
三、 滾珠絲杠螺母副的選型 9
四、 傳動(dòng)效率的計(jì)算 9
五、 剛度驗(yàn)算 9
第三章 齒輪傳動(dòng)比的設(shè)計(jì)計(jì)算 11
第一節(jié) 提升機(jī)構(gòu)齒輪箱傳動(dòng)比計(jì)算 11
第二節(jié) 伸縮機(jī)構(gòu)齒輪箱傳動(dòng)比計(jì)算 11
第三節(jié) 渦輪蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 12
一、 面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 12
二、 渦輪蝸桿的主要參數(shù)和幾何尺寸設(shè)計(jì) 14
三、 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的校核 14
四、精度等級(jí)公差和表面粗糙度的確定 15
第四章 電機(jī)的計(jì)算和選型 16
第一節(jié) 步進(jìn)電機(jī)概述 16
一、 感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)特點(diǎn) 16
二、 驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)組成 16
第二節(jié) 步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算及選型 17
一、 提升機(jī)構(gòu)步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算及選型 17
二、 伸縮機(jī)構(gòu)步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算及選型 21
第三節(jié) 渦輪蝸桿電機(jī)的計(jì)算及選型 25
一、 電機(jī)的計(jì)算及選型 25
二、 聯(lián)軸器的計(jì)算及選型 25
第五章 接近開(kāi)關(guān)及限位開(kāi)關(guān)的選型 27
第一節(jié) 接近開(kāi)關(guān)的工作原理及選型 27
一、 接近開(kāi)關(guān)概述 27
二、 接近開(kāi)關(guān)的選型 29
第二節(jié) 限位開(kāi)關(guān)的工作原理及選型 30
第六章 機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 32
第一節(jié) PLC的基本概念 32
一、 PLC產(chǎn)生和發(fā)展過(guò)程 32
二、 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域 33
三、 PLC的發(fā)展趨勢(shì) 34
四、 PLC的特點(diǎn) 35
五、 PLC的分類(lèi) 36
第二節(jié) PLC的工作原理 37
一、 梯形圖編輯 38
二、 梯形圖的格式 39
三、 PLC梯形圖編程格式的特點(diǎn) 39
第三節(jié) PLC的選型及PLC外部接線(xiàn)圖設(shè)計(jì) 39
結(jié) 論 41
致 謝 42
參考文獻(xiàn) 43
附錄一 44
附錄二 58
第一章 緒論
工業(yè)機(jī)器人是機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起形成的一種機(jī)電一體化的產(chǎn)品，從其誕生起就受到人們的關(guān)心與重視。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，目前工業(yè)機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)很成熟。工業(yè)機(jī)器人已從最初在解決勞動(dòng)密集型工業(yè)中單調(diào)、重復(fù)的體力勞動(dòng)發(fā)展到滿(mǎn)足制造業(yè)自動(dòng)化規(guī)模生產(chǎn)需要的工作。其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò) 大，從最初主要應(yīng)用于汽車(chē)工業(yè)發(fā)展到現(xiàn)在涉及制造業(yè)的各個(gè)行業(yè)。目前我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，先進(jìn)制造業(yè)已進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展階段。
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